Forum: FPGA, VHDL & Co. Kühler notwendig ?


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von Manuel H. (redguy)


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Hallo !

Bin gerade dran einen eigenen Prozessor mittels VHDL zu implementieren 
und diesen auf einem FPGA zu realisieren.

Der Prozessor arbeitet so schnell wie möglich, wie der FPGA es erlaubt.

Beim FPGA handelt es sich um den Cyclone IV EP4C6.


Jetzt habe ich eine Frage: Wird ein Kühler für den FPGA benötigt ?


Gruss
RedGuy

von Klakx (Gast)


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schau wieviel Verlustleistung dein Design erzeugt. Ein Manual sollte dir 
sagen, ab wann du einen Kühler wahrscheinlich brauchst.

Ansonsten kann man bei vielen FPGAs sich auch die Chiptemperatur 
anzeigen lassen.

von huo (Gast)


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Einfach mal kurz den Finger auf der Chipoberfläche halten. Wirst schon 
merken wenn es sehr heiß wird.

von huo (Gast)


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Bei irgendwelchen Kühlkörpern würde ich aufpassen. Es gibt billige 
Kühlkörper mit einer sehr schlechten Wärmeleitpaste die die Temperatur 
kaum überträgt.
Die bringen dann nix oder isolieren den Chip nur noch stärker und führen 
zu mehr Hitze.

Schau dir die Bewertungen von solchen Kühlkörpern an. Es gibt einige die 
über ihre Erfahrungen mit dem Raspberry Pi berichten.

von Manuel H. (redguy)


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Hallo !

Danke für die tollen Antworten.

Gruss
Manuel Hofmann

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Manuel H. schrieb:
> Der Prozessor arbeitet so schnell wie möglich, wie der FPGA es erlaubt.
Die Toolchain hat üblicherweise einen Power-Calculator, denn wenn deine 
CPU zwar mit 400MHz läuft, aber keine Flipflops schaltet, dann ist die 
umgesetzte Energie trotz hohem Takt gering.

Wichtig ist auch, wieviel Peripherie  der Prozessor bedienen muss, und 
wie schnell mit welcher Treiberleistung...

Manuel H. schrieb:
> Jetzt habe ich eine Frage: Wird ein Kühler für den FPGA benötigt ?
Die mit den bereitgestellten Informationen einzig mögliche Antwort ist: 
Vielleicht!

: Bearbeitet durch Moderator
von C. A. Rotwang (Gast)


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Manuel H. schrieb:

> Der Prozessor arbeitet so schnell wie möglich, wie der FPGA es erlaubt.
>
> Beim FPGA handelt es sich um den Cyclone IV EP4C6.

> Jetzt habe ich eine Frage: Wird ein Kühler für den FPGA benötigt ?

Nein.

von F. F. (foldi)


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Zum Thema Kühlung oder besser Chip Temperatur. Letztens wurde hier etwas 
veröffentlicht oder verlinkt, weiß das nicht mehr so genau, aber 
beachtlich war, dass die Chip Temperatur im Inneren deutlich höher war. 
Ich war ziemlich überrascht, dass das so hoch war. Daher, ich würde im 
Zweifel lieber einmal mehr einen Kühlkörper spendieren.

von Lothar M. (lkmiller) (Moderator) Benutzerseite


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Bei BGAs sollte die Wärme aber zum guten Teil über die Leiterplatte 
abgeführt werden.

Oder andersrum: nur wenn du ein Keramikgehäuse hast oder gar den blanken 
Die siehst, ist eine Entwärmung über einen Kühlkörper sinnvoll.

von Strubi (Gast)


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Moin,

typischerweise geht bei über DSP-Pipelines hinausgehenden Prozessoren 
die Taktfrequenz so in die Knie, dass das mit dem 
Stromverbrauch/Hitzeentwicklung kaum ein Thema ist. Vermutlich verbrätst 
du an den I/O die meiste Leistung, und da kannst du die "slew 
rate"optimieren.
Falls du intern mit tausenden Adresszählern zuviel Strom verbrauchen 
solltest (was dir in der Tat nach Lothar die Tools verraten können), 
hilft Gray Coding.

von Fpgakuechle K. (fpgakuechle) Benutzerseite


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Du brauchst keinen Kühlkörper und ein Kühlkörper würde auch wenig 
helfen.

Die allermeisten offiziellen Evalboards der Hersteller haben keinen 
Kühlkörper, auch die nicht mit integrierten CPU-Kernen. In den 
Handbüchern steht auch nichts das man man mit diesen Boards keine CPU 
nachstellen könnte. Im Gegenteil, diese Boards sind dafür gemacht das 
man mit Softcore wie Microblaze experimentiert.

Überhitzung passiert an Boards durch Hitzestau - die von den Chips 
produzierte Hitze wird zwar übers Gehäuse nach "dtaußen" transportiert, 
aber nicht vom Board weg. Das passiert wenn das FPGA-Board in eine enge 
Kunstoffschachtel ohne Lüftungsschlitze oder ähnliches gesteckt wird.

Das Board von einem frischen Luftstrom anblassen lassen hilft da sofort.

Falls Du also tatsächlich in Hitzeprobleme rennt, setz einen kleinen 
Lüfter so das er einen Luftstrom über das Board erzeugt. Das kann auch 
20 cm vom FPGA weg sein oder auch auf der vom FPGA abgewandten 
PCB-Seite.

: Bearbeitet durch User
von Manuel H. (redguy)


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Hallo !

Danke für die tollen Antworten.
Ich denke diese werden mir weiter helfen.

Gruss
Manuel Hofmann

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